本發(fa)(fa)明申(shen)請(qing)(qing)為(wei)申(shen)請(qing)(qing)日(ri)2023年06月30日(ri)，申(shen)請(qing)(qing)號為(wei)：202310795462.6，名稱為(wei)“一(yi)種(zhong)高選擇性半導體芯片(pian)(pian)二氧(yang)(yang)化(hua)硅蝕刻液(ye)、制備方法(fa)及(ji)其(qi)應(ying)用(yong)”的(de)發(fa)(fa)明專利申(shen)請(qing)(qing)的(de)分案(an)申(shen)請(qing)(qing)。本發(fa)(fa)明屬于半導體制造工(gong)藝領域(yu)，尤其(qi)涉及(ji)一(yi)種(zhong)高選擇性半導體芯片(pian)(pian)二氧(yang)(yang)化(hua)硅蝕刻液(ye)、制備方法(fa)及(ji)其(qi)應(ying)用(yong)。

背景技術：

1、氧化(hua)硅，通常被(bei)稱為二(er)氧化(hua)硅，由(you)于(yu)其優異的電絕緣性(xing)能(neng)、熱穩(wen)定性(xing)以及耐化(hua)學和(he)機(ji)械(xie)應力，是集(ji)成(cheng)電路(ic)制造中(zhong)廣泛使用(yong)的材(cai)料。

2、蝕(shi)刻二(er)氧化硅(gui)是集(ji)成(cheng)電(dian)路(ic)制造(zao)中必不可少的(de)(de)工藝步驟。集(ji)成(cheng)電(dian)路中二(er)氧化硅(gui)的(de)(de)蝕(shi)刻解決方(fang)案在(zai)全球范(fan)圍(wei)內一直在(zai)不斷研究和開發。近年來，ic制造(zao)的(de)(de)進(jin)步使得蝕(shi)刻工藝越來越精確和可控，以實現符合摩爾(er)定律的(de)(de)更小的(de)(de)特(te)征(zheng)尺寸和更高的(de)(de)密度。

3、集成電路(ic)的(de)二氧(yang)(yang)化硅(gui)蝕(shi)刻技術難點包括實現被蝕(shi)刻材(cai)料二氧(yang)(yang)化硅(gui)與(yu)底層(ceng)或周圍層(ceng)之(zhi)間的(de)高選擇性(xing)(xing)，整個晶圓的(de)均勻(yun)性(xing)(xing)以及對其(qi)余結構的(de)最(zui)小損壞(huai)。其(qi)他挑戰包括控制刻蝕(shi)速率、維護環境安全(quan)以及避免可(ke)能影響器件性(xing)(xing)能的(de)污染。

4、目前，公開了一(yi)些半導體芯片(pian)二氧化硅蝕刻(ke)液(ye)，引用文獻1公開了一(yi)種二氧化硅薄(bo)膜的(de)蝕刻(ke)液(ye)，主(zhu)要成分(fen)包括(kuo)氫氟酸、氟化銨、添加(jia)劑、表面活性劑以及超純水。

5、本發明的(de)蝕刻(ke)(ke)液(ye)可(ke)用于蝕刻(ke)(ke)熱氧(yang)化生(sheng)長的(de)二(er)氧(yang)化硅薄膜、化學氣相沉積/物理氣相沉積生(sheng)長的(de)二(er)氧(yang)化硅薄膜以(yi)及硼磷硅玻璃薄膜，通(tong)過調控蝕刻(ke)(ke)液(ye)中各組分的(de)含量，可(ke)以(yi)滿(man)足不同制程(cheng)的(de)二(er)氧(yang)化硅薄膜的(de)蝕刻(ke)(ke)指標要求(qiu)。

6、引用文(wen)獻2公(gong)開(kai)了一種二(er)氧化硅蝕(shi)刻液(ye)及其制備方法，該蝕(shi)刻液(ye)包括：氟化銨溶液(ye)20％～30％，氫(qing)氟酸3％～6％，余量為超純水。本發明蝕(shi)刻液(ye)經過精密混(hun)配，去除產(chan)品中(zhong)的雜質，蝕(shi)刻精度高，速度快(kuai)。

7、因此，需要開發具(ju)有高蝕刻均(jun)勻性(xing)、防止硅基材腐(fu)蝕的蝕刻液，提高集(ji)成電路(ic)器件(jian)良率和一致(zhi)穩定性(xing)。

8、引用文獻：

9、引用文(wen)獻(xian)1：cn111471463a；

10、引用文獻2：cn104164237a。

技術實現思路

1、鑒于現(xian)有技術(shu)(shu)中存在的(de)(de)技術(shu)(shu)問(wen)題，本發(fa)明設計了一種高(gao)性(xing)(xing)能的(de)(de)二氧化硅蝕(shi)刻(ke)液，其一，實現(xian)受(shou)控的(de)(de)刻(ke)蝕(shi)速(su)率和高(gao)選擇性(xing)(xing)和高(gao)均(jun)一性(xing)(xing)蝕(shi)刻(ke)，提高(gao)器(qi)件的(de)(de)整體(ti)性(xing)(xing)能；其二，最大限度地減少(shao)由于表面活性(xing)(xing)劑氣(qi)泡及反應(ying)氣(qi)體(ti)殘留(liu)導致的(de)(de)局部蝕(shi)刻(ke)缺(que)陷問(wen)題。

2、為了解決上述存在的技術問(wen)題，本發(fa)明(ming)采用了以下方(fang)案：

3、一種高選擇性半導體芯片二氧化(hua)硅(gui)蝕刻液，其特(te)征在于，按照(zhao)重量分數計算(suan)，包括如(ru)下組分：

4、復(fu)合(he)功(gong)能劑??0.1-0.5份

5、氫氟(fu)酸??????0.2-10份

6、氟(fu)化銨??????5-40份

7、超(chao)純(chun)水??????30-80份(fen)

8、其中，所述(shu)的復(fu)合(he)功能劑(ji)為基于聚乙(yi)烯醇(pva)的雜化材料，接枝有聚乙(yi)二醇(peg)和硅烷(wan)偶聯劑(ji)；

9、或者為聚(ju)二(er)甲基硅氧(yang)烷(wan)(pdms)和氨(an)基官能(neng)化聚(ju)乙(yi)二(er)醇(peg)接枝的聚(ju)乙(yi)烯醇(pva)共(gong)聚(ju)物。

10、進一步地，述的(de)(de)復合功能劑(ji)(ji)基于聚(ju)(ju)乙烯(xi)醇(pva)的(de)(de)雜化(hua)材料(liao)，接枝有聚(ju)(ju)乙二醇(peg)和硅烷偶聯劑(ji)(ji)的(de)(de)結構式：

11、[-ch2-ch(oh)-]n-pva-g-[-o-ch2-(ch2)m-o-]x-peg-g-[-si(or)3]y

12、其中，

13、n代(dai)表pva的聚合(he)度(n＝35-200)；

14、m表(biao)示peg的聚合度(m＝20-50)；

15、x表示peg接枝(zhi)的數(shu)量(x＝5-40)；

16、y表示硅烷偶(ou)聯劑接枝的數量(y＝5-30)；

17、r代表(biao)烷(wan)基(ji)，所述(shu)烷(wan)基(ji)為(wei)c原子數(shu)小于8的直(zhi)鏈烷(wan)基(ji)。

18、進(jin)一(yi)步地，所(suo)述的(de)復合功能劑(ji)聚二甲基硅氧(yang)烷(pdms)和氨基官能化聚乙二醇(chun)(chun)(peg)接(jie)枝(zhi)的(de)聚乙烯醇(chun)(chun)(pva)共聚物的(de)結構(gou)式：

19、[-ch2-choh-]n-(si(ch3)2-o)m-peg-nh2

20、其中，

21、n代表(biao)pva的(de)聚合度(n＝20-400)；

22、m表示(shi)pdms的聚合度(m＝10-50)；

23、peg的(de)分(fen)子量為mn＝400-2000。

24、進一(yi)步地，所述復(fu)合功能劑基(ji)于聚乙(yi)烯醇(pva)的雜化(hua)材料，接枝有聚乙(yi)二醇(peg)和(he)硅(gui)烷(wan)偶聯劑的制備方法(fa)包(bao)括如下(xia)步驟：

25、步驟1：pva溶液的制(zhi)備

26、將(jiang)pva在(zai)50-70℃下溶(rong)解在(zai)水中以(yi)形成均(jun)勻pva溶(rong)液(ye)的溶(rong)液(ye)；

27、所述pva溶液的質量濃度為5％-15％；

28、步(bu)驟2：peg-pva混(hun)合溶液制備(bei)

29、將具有反應性(xing)端基的peg添加到pva溶液中，制備peg-pva混合(he)溶液；

30、所述的反應性端(duan)基為羥基或胺基；

31、所述的反應性(xing)端基的peg與到pva溶液的添(tian)加比例為1:6-3：7；

32、步驟(zou)3：peg-pva混合溶液的ph值調(diao)整

33、使用緩沖液(ye)將peg-pva混合(he)溶液(ye)的(de)ph調節到4-7；

34、所述的(de)緩沖(chong)液為質量濃(nong)(nong)度為2％-5％的(de)磷(lin)酸鹽或質量濃(nong)(nong)度為2％-5％的(de)硼酸鹽緩沖(chong)液；

35、步驟4：催化劑溶液的制備

36、將碳化(hua)二亞(ya)胺解在水中制備催化(hua)劑溶液(ye)；

37、所(suo)述的碳化(hua)二(er)(er)亞胺(an)(an)為1-乙(yi)基(ji)-3-(3-二(er)(er)甲氨基(ji)丙基(ji))碳化(hua)二(er)(er)亞胺(an)(an)(edc)；

38、所(suo)述的催化劑溶(rong)液的質量濃度為1％-5％；

39、步驟(zou)5：接枝(zhi)反應制(zhi)備pva-peg溶(rong)液

40、將步驟4制備的催(cui)化劑溶(rong)液(ye)加入步驟3調整(zheng)過ph值的pva-peg混(hun)合溶(rong)液(ye)中；添加后，所述的催(cui)化劑的質量濃度為0.5％-4％；

41、并保持反應溫(wen)度為(wei)50℃-70℃，反應時間為(wei)2-8h，不斷攪拌混合物以(yi)確保均勻(yun)性；

42、步(bu)驟6：硅烷(wan)偶聯劑溶(rong)液(ye)的制備(bei)

43、將(jiang)硅烷偶(ou)(ou)聯(lian)劑與(yu)反應性官能團溶(rong)解(jie)在溶(rong)劑中，制備(bei)硅烷偶(ou)(ou)聯(lian)劑溶(rong)液；

44、所述(shu)的(de)硅烷(wan)偶聯劑與反(fan)應(ying)性官能團的(de)質量(liang)比為1:1-1:5；

45、制備得到(dao)的硅烷偶(ou)聯劑濃度(du)為0.2％-3％；

46、所(suo)述(shu)反應性官能團為含有羧酸或胺基的(de)物(wu)(wu)質；所(suo)述(shu)的(de)溶(rong)劑為水(shui)或水(shui)-乙(yi)醇(chun)混(hun)合物(wu)(wu)；當溶(rong)劑為水(shui)-乙(yi)醇(chun)混(hun)合時，水(shui)-乙(yi)醇(chun)的(de)添加比例為1:1-1:5；

47、步驟7：硅烷(wan)偶聯劑接枝(zhi)反應(ying)

48、將步(bu)驟6制備的硅烷偶聯劑溶液添加到步(bu)驟5接枝反應pva-peg溶液中，并繼續攪拌以確(que)保適(shi)當(dang)混(hun)合；

49、將反(fan)應溫度(du)保持在50℃-80℃，反(fan)應時間為2-8h，不斷攪(jiao)拌；

50、步驟8：制備基于聚乙烯醇(pva)的(de)雜化材(cai)料，接枝有聚乙二醇(peg)和硅烷(wan)偶(ou)聯劑(ji)復合(he)功能劑(ji)

51、硅烷偶聯劑接枝(zhi)反應完(wan)成(cheng)后(hou)，通(tong)過純化(hua)步驟，然后(hou)干燥，即可得到(dao)基于(yu)聚乙烯(xi)醇(chun)(chun)(pva)的雜(za)化(hua)材料，接枝(zhi)有聚乙二醇(chun)(chun)(peg)和硅烷偶聯劑復(fu)合功能劑；

52、所述的純化步驟(zou)為透析或過(guo)濾。

53、進一步地(di)，所述復(fu)合(he)功能劑聚二(er)甲(jia)基(ji)硅氧(yang)烷(pdms)和氨基(ji)官能化聚乙(yi)二(er)醇(chun)(peg)接枝的聚乙(yi)烯醇(chun)(pva)共(gong)聚物的制備方法(fa)包括如下步驟：

54、步驟1：pva溶液的制(zhi)備

55、將將pva在50-70℃下溶解在水(shui)中以形成均勻的溶液；所述pva溶液的質量濃度為5％-15％；

56、步(bu)驟(zou)2：pva溶液(ye)的ph值調整

57、使用緩沖液將步驟1制備(bei)的(de)pva溶(rong)液的(de)ph值調整到(dao)6-8；

58、所述(shu)的緩沖液為質量濃度為2％-5％的磷酸鹽(yan)或質量濃度為2％-5％的硼酸鹽(yan)緩沖液；

59、步驟3：pdms溶液的制備

60、在溶劑中溶解硅烷(wan)醇(chun)封端的pdms來(lai)制備pdms溶液；

61、所述的制備(bei)pdms溶液(ye)的質量濃(nong)度為0.1％-5％；

62、所述的溶劑為(wei)四氫呋喃(thf)或二甲基甲酰(xian)胺(an)(dmf)；

63、步驟4：pva-pdms混合溶液制(zhi)備(bei)

64、將步驟3制備的pdms溶(rong)液添加到(dao)步驟2調整(zheng)過ph值的pva溶(rong)液中，制備pva-pdms混合溶(rong)液，并繼續攪拌以確(que)保適當混合；

65、所(suo)述的(de)(de)pdms溶液與(yu)調整過ph值的(de)(de)pva溶液的(de)(de)添加比(bi)例(li)為1:1-5；

66、步(bu)驟5：第(di)一(yi)催化(hua)劑溶液(ye)的制(zhi)備(bei)

67、將(jiang)二(er)(er)月桂酸二(er)(er)丁基錫(dbtdl)溶解在溶劑中(zhong)制備第一催(cui)化劑溶液(ye)；

68、所述的溶劑為四氫呋喃(thf)或(huo)二甲(jia)基甲(jia)酰胺(dmf)；

69、所述(shu)的第一(yi)催化(hua)劑溶液(ye)的質量濃度為(wei)0.5％-2％；

70、步驟6：pva-pdms接(jie)枝反應

71、將步(bu)驟5制備的第一催(cui)化劑溶液(ye)添加到步(bu)驟4制備pva-pdms混合溶液(ye)中；添加后，所述的第一催(cui)化劑的質量濃度為0.5％-4％；

72、并保(bao)持反(fan)應溫(wen)度為50℃-70℃，反(fan)應時(shi)間為4-12小時(shi)，持續攪(jiao)拌；

73、步驟7：pdms改性pva的制備

74、步(bu)驟6的pva-pdms接枝反應完(wan)成后，進行純(chun)化步(bu)驟以獲得pdms改性pva；所(suo)述(shu)的純(chun)化步(bu)驟為沉淀、透析(xi)或過濾；

75、步驟8：pva-pdms鏈溶液的制備(bei)

76、在50℃-70℃條件下，將(jiang)步驟(zou)7制備的pdms改性pva溶解在水中，制備pva-pdms鏈(lian)溶液；

77、步驟9：pva-pdms鏈溶液的ph值調整

78、用緩沖液將pva-pdms溶(rong)液的ph值調整到4-6；

79、所述(shu)的緩(huan)沖液為質量濃度為5％-10％的檸檬酸鹽(yan)或質量濃度為2％-5％的硼酸鹽(yan)緩(huan)沖液；

80、步驟10：氨基功能化(hua)peg溶液的制備

81、在水中溶(rong)解(jie)氨基(ji)功能化(hua)peg制備氨基(ji)功能化(hua)peg溶(rong)液；

82、步驟11：pva-pdms-氨基功能化peg混(hun)合物液

83、將(jiang)步驟10制(zhi)備得(de)(de)到(dao)(dao)的氨(an)基功能化(hua)peg溶(rong)(rong)液(ye)添加到(dao)(dao)步驟9調整過ph值的pva-pdms溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)，得(de)(de)到(dao)(dao)pva-pdms-氨(an)基功能化(hua)peg混合物液(ye)，繼(ji)續攪拌混勻(yun)；

84、所述的(de)氨基功能化peg溶液(ye)與調整(zheng)過ph值的(de)pva-pdms溶液(ye)的(de)質量(liang)比為10:1-1:1；

85、步驟12：第二催化劑溶液的制備

86、將1-乙基-3-(3-二甲氨(an)基丙基)碳二亞胺(an)(edc)溶(rong)解(jie)在(zai)水中來制備(bei)第二催化劑溶(rong)液；

87、所述的(de)第二催(cui)化劑溶(rong)液的(de)質量濃度為1％-5％；

88、步驟(zou)13：接枝(zhi)反應

89、將步驟(zou)12制備的(de)第(di)二催化(hua)劑溶(rong)液(ye)添加到步驟(zou)11制備的(de)pva-pdms-氨基功能化(hua)peg混合物液(ye)中(zhong)；

90、添加(jia)后，第二催化劑的質量(liang)濃度為(wei)0.5％-3％；

91、反應(ying)溫(wen)度為40℃-60℃，反應(ying)時間為2-6h，持續攪拌；

92、步驟14：制備聚二(er)甲基硅氧烷(wan)(pdms)和氨基官能化聚乙二(er)醇(chun)(peg)接枝的聚乙烯醇(chun)(pva)共(gong)聚物

93、步(bu)驟13的接枝反(fan)應完成后，繼(ji)續(xu)進行純化(hua)(hua)步(bu)驟，以獲得聚二(er)甲基(ji)硅氧烷(pdms)和氨(an)基(ji)官能(neng)化(hua)(hua)聚乙二(er)醇(chun)(peg)接枝的聚乙烯(xi)醇(chun)(pva)共(gong)聚物；所述的純化(hua)(hua)步(bu)驟為透析或(huo)過濾。

94、進一步(bu)地，步(bu)驟(zou)8所述(shu)的pva-pdms鏈(lian)溶(rong)液的質量濃(nong)度為0.5％-10％。

95、進一步(bu)地，步(bu)驟(zou)10所述的氨基(ji)功能化peg為nh2-peg-oh；所述的氨基(ji)功能化peg溶液的質量濃度為0.5％-40％。

96、本(ben)發明還公開(kai)了一種高選擇性半導體芯片二(er)氧(yang)化硅蝕刻液(ye)的制備方法，其特(te)征(zheng)在于，包括如(ru)下步驟：

97、步(bu)驟1：分(fen)別稱(cheng)取(qu)各自用量的各個組份；

98、步驟2：將(jiang)超純水加入(ru)容器中(zhong)；

99、步驟3：常溫加入氟化銨；

100、步驟4：常溫加入氫(qing)氟酸；

101、步驟5：將溶液加熱至30-40℃；

102、步驟6：加入復合功能劑，保持溶(rong)液溫度為30-40℃，再在該(gai)溫度下(xia)攪拌至均勻(yun)透明，即得所述高(gao)選擇性半導體(ti)芯片二氧化硅蝕刻液。

103、本發明還公開(kai)了一(yi)種高選擇性半導體(ti)芯片二氧化硅蝕刻(ke)液(ye)用(yong)來蝕刻(ke)半導體(ti)芯片的蝕刻(ke)方法，其(qi)特征(zheng)在于(yu)，包括如下步驟：

104、步驟1：將所述二氧(yang)化(hua)硅蝕刻(ke)液在23-25℃下浸(jin)泡半導體芯(xin)片，浸(jin)泡時(shi)間為(wei)1-5分鐘，得到浸(jin)泡后半導體芯(xin)片；

105、步驟2：到達設定的浸泡時間后，將半導體芯片置于超純水中(zhong)沖洗至少(shao)兩次；

106、步(bu)驟3：高(gao)純氮氣干燥芯片，完成蝕刻。

107、本發明(ming)還公(gong)開(kai)了一種高選擇性半(ban)導(dao)體(ti)芯片(pian)二氧(yang)化硅蝕刻(ke)液在(zai)蝕刻(ke)半(ban)導(dao)體(ti)芯片(pian)中的用(yong)途。

108、需(xu)要說明(ming)的(de)是，在本(ben)發明(ming)中，選擇的(de)ph范圍確保peg上(shang)的(de)反(fan)應性端基(ji)(ji)可以(yi)有效地與pva主鏈上(shang)的(de)羥基(ji)(ji)反(fan)應。

109、在本發(fa)明(ming)中，接枝(zhi)反應的合(he)適(shi)催化劑(ji)是碳化二亞胺(an)，可以更(geng)優(you)選(xuan)為1-乙基-3-(3-二甲氨基丙(bing)基)碳化二亞胺(an)(edc)；原因在于，edc可以激(ji)活pva主鏈上的羥(qian)基，使它們能(neng)夠與(yu)peg上的羥(qian)基或胺(an)基團反應。

110、在本(ben)發明中(zhong)，可以通過調整反應時間(jian)以控(kong)制接枝程度(du)和peg鏈的長度(du)；

111、在本發明中，可(ke)以調整反(fan)應時間以控制接枝(zhi)度和接枝(zhi)到(dao)pva-peg鏈上的(de)硅(gui)烷(wan)偶聯劑的(de)量；

112、在本發明(ming)中，可以(yi)調(diao)整反應時間以(yi)控制接枝程度和接枝到pva骨架上的(de)pdms的(de)量；

113、在本發明中(zhong)，可以通過(guo)調整反應時間(jian)以控(kong)制接(jie)枝(zhi)程度和接(jie)枝(zhi)到pva-pdms主鏈上的氨基官能化peg的量。

114、需要說(shuo)明的是，純化步驟中，

115、過(guo)濾(lv)：將沉(chen)淀(dian)的(de)化合(he)物與溶液(ye)分離后，可以使用過(guo)濾(lv)紙或微(wei)孔(kong)濾(lv)膜(mo)進行(xing)過(guo)濾(lv)。過(guo)濾(lv)的(de)目的(de)是去除殘留的(de)雜(za)質和(he)固體顆粒，得到(dao)相對純凈的(de)溶液(ye)。

116、透(tou)析：透(tou)析是一(yi)種分(fen)離(li)和(he)(he)純(chun)化溶液中溶質的方(fang)法(fa)。通(tong)過透(tou)析，可(ke)以去除較小分(fen)子(zi)量(liang)的雜(za)(za)(za)質和(he)(he)離(li)子(zi)，使得目(mu)標化合(he)物(wu)得到進一(yi)步(bu)純(chun)化。透(tou)析一(yi)般使用透(tou)析袋或(huo)透(tou)析膜(mo)，根據(ju)目(mu)標化合(he)物(wu)和(he)(he)雜(za)(za)(za)質的分(fen)子(zi)量(liang)差(cha)異(yi)，通(tong)過半透(tou)膜(mo)的作用將雜(za)(za)(za)質從(cong)溶液中分(fen)離(li)出(chu)來。

117、在純化過程中，根(gen)據(ju)具體情況和目標純化程度的要求，可以根(gen)據(ju)實(shi)驗條件(jian)進行調整和優化。

118、此(ci)外，需要注意選(xuan)擇適當的溶劑和(he)(he)過濾器，以確保高效和(he)(he)有效地純化目(mu)標化合物(wu)。

119、在本(ben)發明(ming)中提到的潤濕(shi)劑(ji)：非離子表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)和陰離子表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)。優(you)選的非離子表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)包括，醇(chun)聚氧(yang)乙(yi)(yi)烯醚、烷(wan)基(ji)酚(fen)乙(yi)(yi)氧(yang)基(ji)化(hua)物、聚山(shan)梨醇(chun)酯、聚環(huan)氧(yang)乙(yi)(yi)烷(wan)和聚環(huan)氧(yang)丙烷(wan)的嵌段(duan)共聚物等；陰離子表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)優(you)選，烷(wan)基(ji)磺基(ji)琥珀酸酯、烷(wan)基(ji)二苯氧(yang)化(hua)物二磺酸鹽類(lei)。

120、在本發明中氫(qing)氟酸：氫(qing)氟酸是溶液(ye)中的(de)主要蝕刻劑，它與二氧(yang)化(hua)硅(sio2)反應(ying)形成可(ke)溶性氟化(hua)硅絡合物(wu)，有效(xiao)去除氧(yang)化(hua)層。

121、總體(ti)反應為：

122、sio2+4hf→sif4(g)+2h2o

123、氟化(hua)銨：氟化(hua)銨充(chong)當(dang)緩沖劑，有助于維持溶液的ph值(zhi)。它還與硅(gui)形成復(fu)雜的氟化(hua)物，促(cu)進(jin)更(geng)可控的蝕刻過程。

124、總體反應為：

125、sio2+6nh4f→(nh4)2sif6+2nh3+2h2o

126、需要注意的(de)是，在本發明中，除非另有(you)規定，涉及組成(cheng)限定和描述(shu)的(de)“包(bao)(bao)括”的(de)具體含(han)(han)義，既(ji)包(bao)(bao)含(han)(han)了(le)開放式(shi)的(de)“包(bao)(bao)括”、“包(bao)(bao)含(han)(han)”等及其類(lei)似含(han)(han)義，也包(bao)(bao)含(han)(han)了(le)封閉式(shi)的(de)“由…組成(cheng)”等及其類(lei)似含(han)(han)義。

127、本發(fa)明(ming)具有以下有益(yi)效果：

128、首先，本發明的(de)(de)聚乙(yi)烯醇(pva)的(de)(de)雜(za)化材料(liao)，接枝有聚乙(yi)二醇(peg)和硅(gui)烷偶聯(lian)劑(ji)復合(he)功能劑(ji)具有以下優良(liang)特(te)性：

129、(1)水(shui)溶(rong)性(xing)好：pva是一(yi)種水(shui)溶(rong)性(xing)聚(ju)合(he)物，peg的加入進一(yi)步增強了(le)水(shui)溶(rong)性(xing)。pva和peg的親水(shui)性(xing)使材料(liao)能夠(gou)很好地(di)溶(rong)解在水(shui)中(zhong)，形(xing)成均勻且(qie)穩定的溶(rong)液。

130、(2)高(gao)潤濕(shi)性(xing)：將硅烷偶聯劑接枝到pva骨架上，使(shi)復合功(gong)能(neng)(neng)劑能(neng)(neng)夠(gou)與二氧化硅表面(mian)有較好的(de)(de)相互作用(yong)。硅烷偶聯劑同時具有親水(shui)和疏水(shui)功(gong)能(neng)(neng)，這使(shi)得它們能(neng)(neng)夠(gou)與二氧化硅表面(mian)形成(cheng)牢固的(de)(de)鍵合作用(yong)，并提高(gao)潤濕(shi)性(xing)能(neng)(neng)。peg的(de)(de)引入還有助于(yu)降低(di)溶液(ye)的(de)(de)表面(mian)張力，進(jin)一步(bu)提高(gao)潤濕(shi)性(xing)。

131、(3)保護(hu)硅基(ji)材(cai)免受腐(fu)(fu)蝕(shi)：由于(yu)硅烷偶聯劑與二氧(yang)化(hua)硅表面牢固(gu)結合，在硅基(ji)材(cai)表面形成保護(hu)層(ceng)，該保護(hu)層(ceng)起到屏蔽作用，防止堿性(xing)氫氧(yang)化(hua)物(wu)與硅基(ji)板反應并腐(fu)(fu)蝕(shi)硅基(ji)板。

132、其(qi)次，本發明的(de)聚二(er)甲基(ji)硅氧烷(pdms)和氨基(ji)官能化(hua)聚乙二(er)醇(chun)(peg)接枝的(de)聚乙烯醇(chun)(pva)共聚物復合功(gong)能劑具有(you)以下優良特(te)性：

133、(1)良(liang)好的(de)水(shui)溶性：聚乙(yi)烯醇(pva)作為主鏈，提供水(shui)溶性和與蝕刻(ke)溶液(ye)的(de)相容性。

134、(2)高消泡性能：pdms接(jie)枝到(dao)pva主(zhu)鏈上(shang)，可(ke)與表面活性劑泡沫相互作用并使(shi)其不穩定。

135、當pdms鏈(lian)(lian)(lian)段(duan)被引入發泡(pao)(pao)系(xi)統時，由(you)于(yu)其疏水性，它們(men)往往會(hui)聚集(ji)在(zai)(zai)(zai)氣(qi)液界面。疏水性pdms鏈(lian)(lian)(lian)段(duan)與(yu)氣(qi)相(xiang)比與(yu)水相(xiang)更相(xiang)容，因(yin)(yin)此它們(men)遷移到氣(qi)液界面，破壞表面活性劑分子在(zai)(zai)(zai)界面處(chu)的(de)排列和堆(dui)積，降低了表面活性劑膜的(de)穩(wen)定性。由(you)于(yu)表面活性劑薄膜的(de)穩(wen)定性因(yin)(yin)pdms鏈(lian)(lian)(lian)段(duan)的(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)而(er)受到損(sun)害(hai)，泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)中(zhong)的(de)氣(qi)泡(pao)(pao)開始聚結(jie)并破裂。泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)破裂后(hou)，疏水的(de)pdms鏈(lian)(lian)(lian)段(duan)留在(zai)(zai)(zai)氣(qi)液界面，繼(ji)續阻止新(xin)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)的(de)形(xing)(xing)成。這使得pdms鏈(lian)(lian)(lian)段(duan)在(zai)(zai)(zai)整(zheng)個蝕刻過(guo)程中(zhong)充(chong)當消泡(pao)(pao)劑，持續抑制(zhi)泡(pao)(pao)沫(mo)(mo)的(de)形(xing)(xing)成。

136、(3)快(kuai)速(su)氣泡脫除性(xing)能：氨基官能化聚乙二醇(peg)接枝到pva骨架上，氨基中的(de)氮(dan)原(yuan)子可(ke)以與(yu)sif4中的(de)氟(fu)原(yuan)子通(tong)過氫(qing)鍵或范德(de)華力的(de)弱相互(hu)作用下形成了瞬時復合(he)物，這些(xie)復合(he)物非(fei)共價結合(he)，而是氣體分子和官能團之(zhi)間的(de)動態和可(ke)逆(ni)相互(hu)作用。

137、由(you)于peg鏈和pva骨架的水溶性，sif4-peg復(fu)合物通(tong)過蝕(shi)刻(ke)溶液從反應位(wei)點(dian)運(yun)走(zou)。這種運(yun)動(dong)(dong)可以通(tong)過蝕(shi)刻(ke)溶液的攪(jiao)(jiao)動(dong)(dong)或攪(jiao)(jiao)動(dong)(dong)來增(zeng)強。一(yi)旦sif4-peg復(fu)合物被運(yun)離反應位(wei)點(dian)，將復(fu)合物結合在一(yi)起的弱力就會被破壞。

138、這(zhe)個(ge)過程加速(su)sif4氣(qi)體分子(zi)的(de)釋放，然后這(zhe)些氣(qi)體分子(zi)可以從蝕(shi)刻(ke)溶液中逸出到周圍的(de)大氣(qi)中。在(zai)釋放sif4氣(qi)體后，氨(an)基功能化的(de)peg可以自由地與新的(de)sif4氣(qi)體分子(zi)相互作用(yong)。這(zhe)種再生能力使氣(qi)體去(qu)除(chu)成分在(zai)整個(ge)蝕(shi)刻(ke)過程中保持有效，不斷捕(bu)獲(huo)和(he)去(qu)除(chu)反應(ying)部位的(de)sif4氣(qi)體。通過捕(bu)獲(huo)和(he)去(qu)除(chu)反應(ying)部位的(de)sif4氣(qi)體，有助于提高反應(ying)效率，并最大限度地減少氣(qi)體殘(can)留引(yin)起的(de)蝕(shi)刻(ke)缺陷(xian)。

139、同時，本發明的半導體芯片二氧化硅蝕刻液、制備方法也(ye)具(ju)有(you)如下(xia)有(you)益效果：

140、(1)關于提高蝕刻選擇(ze)性(xing)：

141、蝕刻(ke)(ke)溶液中復合功能劑的(de)(de)(de)(de)存在可最大程度(du)的(de)(de)(de)(de)減少氫氟(fu)酸、氟(fu)化銨體系二氧化硅蝕刻(ke)(ke)液對基層材料(liao)的(de)(de)(de)(de)損傷，實(shi)現受(shou)控(kong)的(de)(de)(de)(de)蝕刻(ke)(ke)速率(lv)和高選擇性，提高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)整體性能。

142、(2)關(guan)于(yu)改善(shan)蝕刻(ke)均勻性(xing)：

143、蝕(shi)刻溶液中潤濕劑和(he)復合功(gong)能劑的存在降低表(biao)(biao)面張力并改善基材的潤濕性的同時(shi)，可最大(da)限度地減(jian)少(shao)由于表(biao)(biao)面活性劑氣(qi)(qi)泡及反應氣(qi)(qi)體殘(can)留(liu)導致的局部蝕(shi)刻缺(que)陷問題，使得蝕(shi)刻劑在整個表(biao)(biao)面上分布更均勻，從而導致蝕(shi)刻一致并減(jian)少(shao)缺(que)陷。

144、(3)關于受(shou)控的蝕刻速率：

145、氫氟酸和氟化(hua)銨的(de)(de)組合確(que)保二氧化(hua)硅(gui)層的(de)(de)受控和選擇性蝕(shi)刻。氫氟酸提供主要的(de)(de)蝕(shi)刻作(zuo)用，而氟化(hua)銨充當(dang)緩沖劑以維持溶液(ye)的(de)(de)ph值，從(cong)而實(shi)現(xian)更可(ke)控的(de)(de)蝕(shi)刻過程。

146、(4)本發明中二氧化(hua)硅蝕(shi)刻液蝕(shi)刻工藝無特(te)殊(shu)要求，僅在浸泡和超純水(shui)清洗的工藝下即可完(wan)成(cheng)高(gao)質量的蝕(shi)刻，易(yi)于(yu)產業化(hua)應用，降(jiang)本增效。

147、本發明(ming)的二氧化硅蝕刻液在半導體芯(xin)片濕(shi)法(fa)蝕刻領域具有非常良(liang)好的應用前景和大規模工業(ye)化推(tui)廣潛力。